一种确定玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁极限受弯承载力的方法技术

本发明专利技术公开了一种确定玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁极限受弯承载力的方法，所述方法包括步骤：S1模拟玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁受弯试验，获取梁的极限荷载模拟值；S2引入废旧钢纤维相关影响系数μ，确定梁截面在受拉和受压破坏下的受弯承载力计算公式；S3计算不同废旧钢纤维体积掺量下受拉区混凝土的等效拉应力σ

【技术实现步骤摘要】
一种确定玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁极限受弯承载力的方法


[0001]本专利技术涉及纤维混凝土领域
，具体地指一种确定玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁极限受弯承载力的方法。
技术背景
[0002]玄武岩纤维(Basalt Fiber Reinforced Plastic，BFRP)筋具有质量轻、耐腐蚀性能好、抗拉强度高等优点，目前在钢筋混凝土结构中的应用和研究发展迅速。废旧钢纤维(Recycled Steel Fiber，RSF)是从废弃轮胎中提取回收所得，具有抗拉强度高、造价低的优势。将废旧钢纤维充当增强混凝土中的增强纤维，替代或部分替代传统钢纤维和合成纤维，研究其对改善FRP筋混凝土梁在受力状态下变形大、裂缝宽和脆性破坏等问题的可行性，是十分有意义的，同时还可以通过废物利用，解决废旧轮胎环境污染问题。
[0003]目前国内外关于纤维增强复合材料筋混凝土结构设计规范，包括我国《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》GB50608
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2020和美国ACI440.1R
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15均未给出玄武岩筋废旧钢纤维混凝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁极限受弯承载力的方法，其特征在于：所述方法包括步骤：S1通过ABAQUS建立有限元模型，模拟玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁受弯试验，获取梁的极限荷载模拟值；S2引入废旧钢纤维相关影响系数μ，确定受拉区废旧钢纤维混凝土等效拉应力σ
rsf
计算公式，并根据梁截面的力和弯矩平衡，确定梁截面在受拉和受压破坏下的受弯承载力计算公式；S3根据ABAQUS有限元模型模拟得到不同废旧钢纤维体积掺量下玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁受压破坏的极限承载力，通过MATLAB反推得到不同废旧钢纤维体积掺量下受拉区混凝土的等效拉应力σ
rsf
值；S4通过Origin软件对受拉区废旧钢纤维混凝土等效拉应力σ
rsf
和废旧钢纤维相关影响系数μ进行线性拟合，通过线性回归分析确定μ值，并确定截面平衡配筋率计算公式；S5根据受拉区混凝土的等效拉应力σ
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和废旧钢纤维相关影响系数μ得到玄武岩筋废旧钢纤维梁的平衡配筋率和受弯承载力计算公式，当实际配筋率大于平衡配筋率时采用受压破坏计算公式，反之则采用受拉破坏计算公式；再玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁的几何参数和基本力学性能参数，计算出玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁的极限受弯承载力。2.根据权利要求1所述的一种确定玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁极限受弯承载力的方法，其特征在于：所述步骤1)的具体步骤为：S11确定混凝土材料本构关系模型：由废旧钢纤维混凝土基本力学性能参数，通过计算获得不同废旧钢纤维取代比例的废旧钢纤维混凝土本构关系模型，玄武岩筋应力应变呈线弹性关系，在单轴受拉破坏前无屈服阶段，本构关系式为：式中：σ
f
为玄武岩筋应力；E
f
为玄武岩筋弹性模量；ε
f
和ε
fu
分别为玄武岩筋应变和极限拉应变；S12建立短柱有限元模型：分别按照试验梁实际尺寸建立混凝土梁和玄武岩筋骨架有限元模型，输入各材料的本构关系数据，定义材料截面属性，然后进行网格划分，最后施加边界条件和荷载；S13利用已建立的ABAQUS有限元模型，对不同废旧钢纤维掺加比例的梁进行模拟，得到其极限荷载。3.根据权利要求1所述的一种确定玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁极限受弯承载力的方法，其特征在于：所述步骤2)的具体步骤为：S21确定在计算玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁受弯承载力时的假定条件；S22引入废旧钢纤维相关影响系数μ，并以此为系数确定受拉区废旧钢纤维混凝土等效拉应力σ
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，表达式为：式中：V
rsf
为废旧钢纤维体积掺量，l
rsf
/d
rsf
为废旧钢纤维长径比；
S23确定受压破坏和受拉破坏承载力计算公式，表达式为：受压破坏承载力计算：受...

【专利技术属性】
技术研发人员：范小春，汪阳，张宇，陈远程，徐东升，李冬明，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：